BIO-PATCH

生理信号贴片

贴在皮肤上的柔性薄膜,采集心音、脉搏、呼吸等机械生理信号,与组织声阻抗天然匹配。

  • 声阻抗接近人体组织
  • 不受空气声干扰
  • 厚度仅数十微米
  • 可做成一次性贴片
生理信号贴片
20 ~ 200 Hz 心音可分辨频段
0.1 ~ 0.5 Hz 呼吸提取频段
约 0.1 mm 贴片厚度
数小时 ~ 数天 连续记录时长

以上数值用于表达量级与边界,取自公开研究与行业通行做法,不构成产品承诺。实际指标需结合您的应用场景打样验证。

电子听诊器、脉搏传感器与心冲击图(BCG)设备,均将人体表面的微小机械振动转换为电信号。压电薄膜的优势在于声阻抗:约为水的 2.6 倍,而压电陶瓷约为 11 倍,薄膜与皮肤之间的信号传递效率因此更高。

实施场景

把薄膜做成 20×20 mm 到 60×60 mm 的贴片,背面覆医用胶,贴在胸骨左缘(心音)、颈动脉或桡动脉(脉搏)、喉部(语音振动)。配合柔性 FPC 引出到一枚纽扣大小的采集模组(电荷放大 + ADC + BLE),连续记录数小时到数天。

在临床与院外场景中,可做成一次性贴片(成本低、免交叉感染)或可重复使用的织物集成方案(缝入内衣、佩戴式背心)。

可达到的效果

心音的第一心音(S1)与第二心音(S2)在 20–200 Hz 区间可清晰分辨,这是判断瓣膜事件的基础;脉搏波形可提取心率与心率变异性(HRV);呼吸引起的胸廓位移在 0.1–0.5 Hz 可稳定提取。相比麦克风方案,压电薄膜不与空气耦合,受环境噪声影响小;相比加速度计方案,薄膜更薄、更贴合、更不容易因体位改变而失去接触。

技术路线对比

维度PVDF 柔性薄膜驻极体麦克风 / MEMS 麦克风MEMS 加速度计
声阻抗匹配≈ 4 MRayl,接近组织与空气匹配,与皮肤失配不涉及
环境噪声几乎不受空气声干扰直接拾取环境噪声受运动伪影影响大
厚度与贴合几十微米,随皮肤形变需硬质腔体,厚度大封装刚性,边缘易翘起
供电无源需偏置供电需供电
局限低频段受热释电干扰;需高输入阻抗前端易受环境噪声与风噪静态姿态误差、功耗高